Что такое порошковая сталь

[fingrey 5]

Про порошковые стали ходит множество заблуждений. Даже от некоторых специалистов приходится слышать совершенно некорректные высказывания относительно свойств и востребованности порошковых сталей, что уж говорить о простых пользователях, которым совершенно неинтересна вся эта металлургия, им нужен хороший нож, а порошковый стоит дороже. Так за что же приходится платить?

 

Для начала немного теории. Попробую сформулировать предельно понятным языком.

Современная сталь представляет собой сплав карбидов (соединений металла с углеродом) и матрицы. Карбиды гораздо более прочны, чем матрица (2500 HV против 800 HV). Прочность же средне-и высокоабразивных материалов, которые мы режем (канат, шкура и т.д.) составляет около 1000 HV. Из этого следует, что если перед нами стоит задача резать такие материалы - нам надо выбрать нож с высокой карбидной фазой, так как относительно мягкая матрица способна резать только мягкие материалы (кухонный нож).

 

Если карбидной фазы мало – абразив стачивает мягкую матрицу. Чтобы этого не происходило – нам нужно увеличить размер карбида,чтобы именно он взаимодействовал с абразивом.. Хорошо, начинаем вводить легирующие добавки, служащие именно этой цели.

 

Представим карбид в матрице как зуб в десне. Он существенно тверже абразива, абразив не сможет его сточить. Казалось бы, почему тогда тупится нож? А потому что зуб, испытывая постоянные нагрузки, начинает просто выламываться из матрицы. То есть виды затупления при низкой и высокой карбидных фазах разные. Но нам, как пользователю, это неинтересно, как именно тупится нож, нам надо, чтобы он не тупился.

 

То есть заколдованный круг, мало карбидов – нож быстро тупится, больше крупных карбидов – нож опять таки быстро тупится, механические свойства невелики. Увеличение твердости матрицы ничего не даст – она станет хрупкой. Решение нашли в том, чтобы сделать размер карбида не очень большим, тогда карбидов в матрице будет много, и выламывание части их не приведет к затуплению ножа. Но сделать обычным образом это невозможно, потому что размер карбида зависит от скорости кристаллизации. Чтобы уменьшить размер карбида – надо увеличить скорость кристаллизации. И современные технологии традиционного литья достигли своего предела – карбид меньшего размера сделать не удавалось.

 

И вот тут на сцене появляется порошковая технология. Порошковый передел в самом простом понимании – это та же сталь,  которую:

- Распыляют в инертном газе

- Взвесь подают на кристаллизатор.

-Полученные микрослитки  прессуют при сверхвысоких давлениях, и затем спекают.

 

Суть в том, при при распылении  получаются микрослитки стали очень малого размера, которые уже можно быстро охладить (кристаллизовать). В итоге получаем очень высокую карбидную фазу, очень равномерно распределенную, что существенно повышает механические свойства (прочность).

 

 

Именно поэтому порошок всегда прочнее моностали равной с ней твердости – именно из за равномерности. Также порошок дает очень приятный бонус – при порошковом переделе удается увеличить количество легирующих добавок. Например, мы помним из школьного курса, что углерода в стали чисто физически не может быть более 2% - она превращается в хрупкий чугун. А вот при порошком переделе количество углерода может довести до 4%, что влияет на образование карбидной фазы.

 

Подведем итоги. Порошковый передел успешно решает проблему неоднородности распределения легирующих элементов в расплаве, также позволяя получить более качественный состав легирования. Это напрямую, и очень существенно, влияет на режущие свойства стали.

 

Ну и для наглядности - несколько интересных таблиц - сравнение прочности и износостойкости моносталей и порошков.

 

 

edge retention – аналог прочности, сопротивление заминам режущей кромки

wear resistance  –  износостойкость

working hardness – рабочая твердость

Corrosion resistance  –  коррозионная стойкость

Toughness – ударная вязкость

CPM- это условное название порошкового передела

 

 

Несколько слов можно сказать и об ударной вязкости порошковых сталей (тем, кто боится, что у него нож сломается при рубке кости)

 

Сталь...........Твердость........Коэффициент ударной вязкости (еще один вид прочности, отвечает именно за динамические нагрузки, которые возникают при рубке)

.

Порошки

CPM-15V......@Rc60..........10

CPM-10V......@Rc60..........20 - И такой нож у меня есть

CPM-3V.......@Rc58..........85 - это Ферман

CPM-3V.......@Rc60..........60

CPM-3V.......@Rc62..........40

CPM-4V.......@Rc60..........50

CPM-4V.......@Rc62..........36

CPM-M4.......@Rc65.5.......20

CPM-M4.......@Rc63.5.......28 - Это мой оранжевый Расул

CPM-M4.......@Rc62.........32

M390............@Rc60...........22

Vanadis 4.......@Rc60........50

CPM-S90V......@Rc56..........20

CPM-S90V.....@Rc58...........19

CPM-S60V.....@Rc56...........16

CPM-S30V.....@Rc58...........28

CPM-S35VN....@58Rc...........32

CPM-154......@60Rc............30

 

Углеродки

M2..............@Rc62.........20

A2..............@Rc60.........40

O1..............@Rc60........30 Примерно сталь знаменитого Кабара,который стал синонимом неубиваемого ножа

 

Самые лучшие моностали

 

154CM..........@Rc58...........28

440C............@Rc56...........26 Это наша 95Х18. Как видим, приемлемые значения прочности сталь показывает на крайне низких значениях твердости, тупиться этот нож будет даже на колбасе А ведь вся Ворсма из нее делала  и делает ножи

440C............@Rc58...........16

420HC...........@Rc58...........24

D2..............@Rc60.........20 - это наша Х12МФ

 

Как видим, уступают по механической прочности моносталям только те порошки, которые в разы превосходят их по износостойкости. А средний порошок и режет гораздо лучше, и механическая прочность на уровне.

[surgeon 32]

Про колбасу - точно, только наточишь такой, стоит только раз как следует поработать на кухне (на доске, никаких костей) - всё! Уже не бреет, бумагу режет с трудом - иди правь. Да, на той же кухне им можно ещё долго работать, но осадочек-то остаётся...

[Гость Сергей]

Модератор, а по недорогим сталям, что выбрать

[fingrey 5]

Модератор, а по недорогим сталям, что выбрать

Этот вопрос надлежит задать здесь, http://volgahunter.ru/forum/index.php?/topic/2557-%D0%B2%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%8B-%D0%B8-%D0%BE%D1%82%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%8B-%D0%BD%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D0%B6%D0%B5%D0%B2%D1%83%D1%8E-%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D1%83/

сформулировав его понятнее. Для каких задач? Из недорогих порошковых или недорогих вообще?

[ХАН 0]

Хорошая темка) Дим , спасибо )